李忠禮，劉 勇

（1.廣州飛機(jī)維修工程有限公司，廣東 廣州 510470；2.中國(guó)民航大學(xué)，天津 300300）

1.引言

A380飛機(jī)采用的尖端技術(shù)在一定程度上主要體現(xiàn)在采用輕質(zhì)材料這個(gè)方面，使用了高強(qiáng)度碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料（CFRC）[1]。僅碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量已達(dá)到32噸左右，占結(jié)構(gòu)總重的15%[2]。

但A380飛機(jī)自投入運(yùn)營(yíng)之后，空客公司收到航空公司反饋回來(lái)的報(bào)告表明：飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)側(cè)前緣襟翼（droop nose）鵝頸支架、肋間和面板末端支撐組件區(qū)域有裂紋，如圖1所示。

初步調(diào)查結(jié)果表明受影響的鵝頸支架承受了超預(yù)期的載荷水平和應(yīng)力峰值[4]。這種狀況如不被發(fā)現(xiàn)和糾正，將導(dǎo)致前緣襟翼面板在空中分離，并可能造成地面人員傷亡。同時(shí)，機(jī)翼前緣裝置屬于增升裝置，如果該部件故障會(huì)嚴(yán)重影響飛機(jī)起降的安全性[5]。為解決這種潛在的不安全狀況，空客公司發(fā)布服務(wù)通告（SBA380-57-8087）要求對(duì)機(jī)翼內(nèi)側(cè)外部固定前沿前部肋間區(qū)域和鵝頸支架進(jìn)行檢查和修理作為改善型過(guò)渡修理，修理前后如圖2所示。

圖1 鵝頸支架和橫梁裂紋[3]

圖2 過(guò)渡方案中鵝頸支架組件改裝前后

由于執(zhí)行上述SB對(duì)于該損傷不是永久解決方案，如要永久解決該問(wèn)題，需要執(zhí)行全壽命的重大改裝。

2.A380飛機(jī)鵝頸前緣改裝特點(diǎn)分析

飛機(jī)的改裝工作要么為了滿足安全與適航的要求，要么是為了滿足航空公司和旅客的個(gè)性化需求[6]，A380飛機(jī)鵝頸前緣改裝顯然是屬于前者。每個(gè)加改裝項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施實(shí)質(zhì)上是一項(xiàng)涉及專業(yè)航空技術(shù)的工程管理[7]。

飛機(jī)改裝鵝頸前緣改裝工作包括以下內(nèi)容：驅(qū)動(dòng)肋（the Drive Ribs）位置處前次梁（front sub spar）的加強(qiáng)；用新的鈦合金緊固件更換斜肋（the Slant Rib）上緊固件；更換兩個(gè)新的肋條（Riblets）；更換封嚴(yán)平臺(tái)（the Seal Landings）和蓋板平臺(tái)（Panel Landings）；更換前后橫梁（Intercostals）和它們的夾子（Cleats）和支架（brackets）；更換封嚴(yán)板（the Seal Panels）；更換鵝頸支架（the Goose-neck brackets）；更換上橫梁（Intercostal）處幾個(gè)夾子（Cleats），改裝前后結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 鵝頸前緣改裝前后

由于該改裝工作量巨大，精度要求高，因此一般結(jié)合飛機(jī)的6年檢進(jìn)行，該改裝工作有以下特點(diǎn)：

2.1 工作量大

根據(jù)空客發(fā)布的SB歷時(shí)40多個(gè)工作日，編寫(xiě)的工程指令（EO）總頁(yè)數(shù)達(dá)1382頁(yè)，相當(dāng)于27份平時(shí)一般的EO（50頁(yè)）。而完成該改裝工時(shí)需要5666.35小時(shí)，相當(dāng)于一架C檢飛機(jī)停場(chǎng)12天的工作量。

2.2 定位要求精確

A380 號(hào)稱空中巨無(wú)霸，兩翼之間將近80米，該改裝在大翼一側(cè)前緣工作區(qū)域跨度就達(dá)12米，桁架結(jié)構(gòu)為主[8]，如圖4所示。這就導(dǎo)致了改裝換件時(shí)，必須保證拆下相關(guān)零件時(shí)，大翼上的其他零件不能錯(cuò)位。一旦錯(cuò)位，誤差累積，將會(huì)導(dǎo)致有些零件更換安裝不上去，最終改裝失敗。因此，改裝拆除零件前，必須嚴(yán)格按照要求，牢固精準(zhǔn)定位，施工期間，嚴(yán)禁任何人擅自變動(dòng)定位工夾具，如圖5所示。

圖4 A380飛機(jī)大翼前緣

圖5 改裝定位

2.3 工序復(fù)雜

雖然主要有8項(xiàng)更換工作，但是由于涉及桁架結(jié)構(gòu)上下、前后各個(gè)部位，有相鄰的，有間隔的。這就不像一般簡(jiǎn)單改裝，在一個(gè)區(qū)域同時(shí)拆下、修理或改裝后，安裝后就可以了。而改裝這8項(xiàng)工作必須依次進(jìn)行，不能安排多人同時(shí)開(kāi)工，需要嚴(yán)格按照工序要求進(jìn)行。否則，可能由于拆件過(guò)多，導(dǎo)致前緣承受應(yīng)力過(guò)大，進(jìn)而零件緊固件孔錯(cuò)位。如果錯(cuò)位鉸孔，然后用緊固件安裝改裝件，就會(huì)使得零件存在預(yù)應(yīng)力，加速疲勞裂紋的產(chǎn)生，最終產(chǎn)生安全隱患。

2.4 工藝要求高

該改裝工作涉及如下工藝：緊固件拆裝；緊固件鉆孔、引孔；緊固件孔劃埋頭窩；緊固件孔間距和邊距要求；緊固件孔冷拔；金屬結(jié)構(gòu)切割；表面保護(hù)處理；表面漆層防護(hù)；密封膠工藝。

由于結(jié)構(gòu)件承載著復(fù)雜多變的氣動(dòng)力、重力等多方外力，它的施工工藝質(zhì)量將大大影響著結(jié)構(gòu)件的抗剪、抗拉、抗扭承載能力，影響著抗疲勞能力和抗腐蝕能力。其中，鉆孔或引孔、鉸孔和冷拔工藝尤為重要。

相對(duì)于飛機(jī)制造過(guò)程中結(jié)構(gòu)件鉆孔來(lái)說(shuō)，飛機(jī)維修/改裝過(guò)程中的鉆孔/引孔，對(duì)技術(shù)工人的手藝水平要求更高。因?yàn)轱w機(jī)維修/改裝時(shí)，改裝件在飛機(jī)上的配合件都有舊孔，需要從舊孔方向在新件上引出新孔，這就要求既不能使舊孔損壞或加大，也不能使新件的新孔鉆歪、鉆斜，并要求新孔邊距符合工藝要求。

冷拔緊固件孔也要嚴(yán)格按要求使用合適的冷拔工具按規(guī)范施工。否則，或損壞緊固件孔，或擠壓力度不夠，達(dá)不到抗疲勞要求，裂紋提前發(fā)生，潛在安全隱患也提早出現(xiàn)。

2.5 航材包，工具包數(shù)量龐大

該改裝包含51個(gè)改裝包，15個(gè)特殊工具包。

51個(gè)改裝包含將近1200項(xiàng)航材，將近上萬(wàn)件零件。對(duì)于航材部門(mén)配送有一定的壓力，但，對(duì)于一線使用部門(mén)特別金工專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)航材清點(diǎn)、分類整理、保管， 提出了更高的要求，必須保證萬(wàn)無(wú)一失，才能保證改裝開(kāi)工實(shí)施后高效、連續(xù)不停的完成計(jì)劃要求。

15個(gè)特殊工具包也是同樣要求，工具包更需要提前組裝校驗(yàn)，模擬使用訓(xùn)練，才不至于開(kāi)工后才研究如何使用，耽誤工期。

3.A380飛機(jī)鵝頸前緣改裝過(guò)程實(shí)施

3.1 頂升飛機(jī)

該改裝開(kāi)工前，需要飛機(jī)按技術(shù)要求進(jìn)行零應(yīng)力頂升。頂升過(guò)程按照標(biāo)準(zhǔn)施工流程沒(méi)有什么難度，只要嚴(yán)格執(zhí)行即可。但是，因?yàn)轱w機(jī)頂起狀態(tài)貫穿六年檢的整個(gè)C檢周期，如果飛機(jī)頂起后起落架輪軸的檢查以及其他區(qū)域的梯架接近問(wèn)題，同時(shí)為了保證飛機(jī)的穩(wěn)定性，禁止拆裝大部件，就會(huì)影響和制約著飛機(jī)的客艙設(shè)備的拆裝搬運(yùn)，而飛機(jī)處于空中構(gòu)型，飛機(jī)的通電需要對(duì)相關(guān)系統(tǒng)都要做限動(dòng)措施，這又影響飛機(jī)的通電測(cè)試。

鑒于此，綜合全局考慮后，在前期拆卸搬運(yùn)客艙設(shè)備的階段，安排機(jī)電先拆下兩邊大翼前緣的襟翼和一些接近蓋板，待客艙設(shè)備拆卸搬運(yùn)完后，再將飛機(jī)頂起在空中狀態(tài)，以滿足這份EO的要求。但考慮到其他區(qū)域的梯架接近問(wèn)題，以及起落架輪軸套的檢查工作的同步執(zhí)行，經(jīng)工程評(píng)估后，又將飛機(jī)5個(gè)起落架減震支柱內(nèi)的氮?dú)馊糠诺簦俳档惋w機(jī)高度到頂飛機(jī)之前的高度，這時(shí)的飛機(jī)還是受力在三個(gè)主千斤頂上，這樣既滿足了EO的改裝需要，又滿足了起落架輪軸套的檢查，以及其他各區(qū)域的梯架接近問(wèn)題，縮短了生產(chǎn)工期。

3.2 施工過(guò)程

改裝前根據(jù)施工流程制作了流程看板，如圖6所示，方便現(xiàn)場(chǎng)施工的金工技師們了解整個(gè)改裝工作的大體步驟，也便于清楚施工進(jìn)度情況。對(duì)于該重大項(xiàng)目特意安排了骨干力量負(fù)責(zé)關(guān)鍵位置關(guān)鍵改裝的工作，要求嚴(yán)格按照EO步驟和工藝要求進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、損傷或疑問(wèn)、不清楚事項(xiàng)必須要及時(shí)上報(bào)生產(chǎn)控制和結(jié)構(gòu)工程師，按照生產(chǎn)流程進(jìn)行相應(yīng)處理，保證生產(chǎn)安全和質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行5S管理，拆下零部件必須掛牌，分類分層擺放。工具嚴(yán)格執(zhí)行三清點(diǎn)，工作區(qū)域每天工作結(jié)束后要清掃工作區(qū)域，工具，接近平臺(tái)要擺放有序。

施工前，結(jié)構(gòu)車(chē)間項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為了便于閱讀理解和信息系統(tǒng)梳理，把EO、標(biāo)準(zhǔn)施工手冊(cè)及圖紙按工序前后和區(qū)域細(xì)分了八組內(nèi)容。分別是后梁更換；上方夾子更換；2#肋腹板加強(qiáng)及上緣緊固件更換；前梁和前梁分布板更換；前梁封嚴(yán)蓋板更換；4#鉸鏈肋封閉肋區(qū)域；封嚴(yán)平臺(tái)更換；蓋板底座定位引孔安裝。通過(guò)分組，可以清晰地理解工卡，為后續(xù)工作實(shí)現(xiàn)條理，有序，高效提供基礎(chǔ)保障。

對(duì)于大量的航材和改裝包，設(shè)立了專門(mén)的存放區(qū)。按之前工卡分組的內(nèi)容，對(duì)拆下部件和改裝包分區(qū)域，分組別存放。對(duì)應(yīng)圖紙代號(hào)和工卡件號(hào)把每個(gè)小改裝包做標(biāo)識(shí)、列表，做到要用就能找到的要求定位擺放，目的是提高效率和減少差錯(cuò)。

施工后，由于空客廠家只提供了幾支撐桿作定位工具，而工作過(guò)程中不同區(qū)域人員需要來(lái)回穿插，很容易對(duì)定位工具產(chǎn)生松動(dòng)和位移的影響，為了保證部件支架梁在整個(gè)改裝過(guò)程都必須在位，優(yōu)化了施工流程。前梁和封嚴(yán)蓋板不能同時(shí)拆卸更換，先換下前梁再換封嚴(yán)蓋板，而且更換過(guò)程中也要保證間隔更換。

第一組后梁更換工作：后梁的安裝方式改變很大，從原來(lái)的固定梁改為能左右小范圍移動(dòng)的活動(dòng)梁。工卡圖紙給出了安裝要求和間隙公差。為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求，保證精度，創(chuàng)新的使用了千層板，通過(guò)千層板的厚度來(lái)定位后梁的間隙。

圖6 改裝流程圖

第二組上方夾子更換：夾子在位引孔空間不夠，如果放在平臺(tái)上不在位引孔，又存在夾子角度小于90度而沒(méi)法保證相對(duì)應(yīng)孔的垂直精度。通過(guò)反復(fù)研究圖紙，得出相鄰兩個(gè)一起安裝的夾子，其中所連接的兩條橫梁是在同一平面上的，鑒于這一理論，研究制作了一個(gè)與本體梁實(shí)物一致的引孔模板，解決了夾子不在位引孔而存在的垂直精度問(wèn)題。

第三組2#肋腹板加強(qiáng)：需要在2#肋前緣腹板上加裝一塊加強(qiáng)補(bǔ)片，并且改裝包里的加強(qiáng)補(bǔ)片已經(jīng)有引導(dǎo)小孔。由于前緣和腹板間有一個(gè)夾角，加強(qiáng)板安裝在腹板前面時(shí)最上面的四個(gè)導(dǎo)引孔由于空間問(wèn)題用不了工具從前往后來(lái)引孔，只能想辦法從后往前鉆。但是，如何保證從后往前鉆的時(shí)候能跟加強(qiáng)板上本來(lái)就已經(jīng)存在的導(dǎo)引孔完全吻合呢？先從加強(qiáng)板上通過(guò)已鉆出的其他基準(zhǔn)孔，把導(dǎo)引孔復(fù)制在輔助引板上，然后輔助板修整到合適的尺寸，用原來(lái)的基準(zhǔn)孔把輔助板定位在前梁腹板的后面，在輔助板上改成從后往前鉆出最上面的四個(gè)孔，從而解決了該難題。

第四組前梁更換：不能一次全部拆卸完，要間隔拆換，完成前梁更換才能接下來(lái)更換第五組的封嚴(yán)蓋板與第六組的4#鉸鏈封閉肋區(qū)域的改裝。更換封嚴(yán)蓋板和4#鉸鏈封閉肋區(qū)域的改裝是整個(gè)改裝中工作量最大，涉及航材最多的一組。是否高效保質(zhì)完成會(huì)直接影響到整個(gè)改裝進(jìn)度周期，工卡要求先安裝封嚴(yán)蓋板（每塊封嚴(yán)蓋板平均有1平方米大），再裝配蓋板上的加強(qiáng)梁，蓋板完全覆蓋住下面的接近位置，加強(qiáng)梁的定位裝配就只能從側(cè)面接近，這樣就會(huì)導(dǎo)致加強(qiáng)梁施工空間不大，施工難度增加，但是加強(qiáng)梁又必須使用封嚴(yán)蓋板來(lái)做基準(zhǔn)定位。為了保質(zhì)保量，提高效率，以免影響改裝周期。對(duì)照?qǐng)D紙手冊(cè)，反復(fù)研究工卡，發(fā)現(xiàn)每根加強(qiáng)梁都是垂直于前梁的連接固定支架，這樣尋找到可行的施工方法，把加強(qiáng)梁用角尺以連接固定支架做基準(zhǔn)，讓加強(qiáng)梁垂直它，然后再做一塊比封嚴(yán)蓋板小的輔助定位板，用于定位加強(qiáng)梁的水平位置，這樣不需要裝上封嚴(yán)蓋板也能準(zhǔn)確安裝加強(qiáng)梁，優(yōu)化了施工接近，減少了工作量，提高了效率和施工質(zhì)量。

第七組封嚴(yán)平臺(tái)的更換：這個(gè)工作對(duì)每塊板的對(duì)接間隙要求很高，板與板之間的間隙直接影響到封嚴(yán)平臺(tái)與前梁分布板的緊固件安裝，所以使用了與前梁定位一樣的方法，用千層板控制板與板之間的間隙。

最后大翼蓋板底座的引孔和安裝：這個(gè)工作廠家提供了一套引孔模板，同樣也是一項(xiàng)工作量大，需要保證鉆孔質(zhì)量和精度，不能出差錯(cuò)的工作。

3.3 超規(guī)范修理

對(duì)于超規(guī)范修理的項(xiàng)目，根據(jù)局方對(duì)超規(guī)范修理方案的審批流程進(jìn)行批準(zhǔn)后再進(jìn)行[9]。航空器營(yíng)運(yùn)人一般會(huì)向廠家索取修理方案，并在修理完成之后獲得局方委任代表的批準(zhǔn)[10]。如：右大翼在改裝過(guò)程中有5處緊固件孔高頻渦流檢查后發(fā)現(xiàn)有疲勞裂紋，結(jié)構(gòu)工程師立即制定修理方案報(bào)空客評(píng)估，批準(zhǔn)后及時(shí)實(shí)施完成，保證了改裝工作的順利完成。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)第一架A380飛機(jī)鵝頸前緣改裝完成后的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，流程固化工作，為我國(guó)其他四架A380鵝頸前緣改裝順利高效的完成，提供有力的保障和支持：

生產(chǎn)計(jì)劃/生產(chǎn)控制針對(duì)鵝頸前緣改裝需要頂升要求，合理安排其他專業(yè)工作，縮短整體工期；

航材部門(mén)根據(jù)飛機(jī)具體情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提前準(zhǔn)備超規(guī)范可能需要的材料、緊固件；

工具部門(mén)檢查、補(bǔ)充訂購(gòu)鵝頸前緣改裝所需鉆頭、鉸刀、冷拔等工具；

結(jié)構(gòu)車(chē)間總結(jié)匯總各項(xiàng)工作要點(diǎn)、固化工作流程、提前準(zhǔn)備制作引孔模板等自制工具。